(57)【要約】【課題】  デバイス製造工程における熱処理によってＳｌｉｐ伸展が生じにくい優れた強度を有するシリコンウェーハ及びシリコンウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  酸素濃度が１．２×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のシリコンウェーハであって、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中の酸素析出物の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつそのサイズが１５０ｎｍ以下であるシリコンウェーハとする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃度が１．２×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のシリコンウェーハであって、
ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中の酸素析出物の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつそのサイズが１５０ｎｍ以下であることを特徴とするシリコンウェーハ。
【請求項２】
窒素濃度が５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェーハ。
【請求項３】
酸素濃度が１．２×１０１８〜１．４×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、
非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを０．１〜１℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項４】
酸素濃度が１．４×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、
非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを１〜５℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記非酸化性ガス雰囲気が、アルゴンガス、水素ガスあるいはこれらの混合ガス雰囲気であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のシリコンウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記熱処理前のシリコンウェーハの窒素濃度が５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載のシリコンウェーハの製造方法。
【請求項７】
請求項３〜請求項５のいずれかに記載のシリコンウェーハの製造方法によって製造されたシリコンウェーハであって、表層部に少なくとも５μｍ以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中の酸素析出物の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつそのサイズが１５０ｎｍ以下であることを特徴とするシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスの素材であるシリコンウェーハ及びシリコンウェーハの製造方法に関し、特にデバイス製造工程における熱処理によってＳｌｉｐ伸展が生じにくい優れた強度を有するシリコンウェーハ及びシリコンウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面近傍に結晶欠陥がなく、デバイス製造工程において優れたゲッタリング効果を有するシリコンウェーハとして、酸素濃度と炭素濃度の範囲が制御され、表面および表面近傍に無欠陥層が形成され、５００〜１０００℃の温度で１時間〜２４時間の熱処理を施した場合に、内部に１×１０４個/ｃｍ２以上の酸素析出物が形成されるシリコンウェーハがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−５７１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、デバイス製造工程における熱処理によるＳｌｉｐ伸展の発生が顕著であり、ウェーハ強度が劣化することが問題となっていた。
【０００４】
本発明の目的は、デバイス製造工程における熱処理によってＳｌｉｐ伸展が生じにくい優れた強度を有するシリコンウェーハ及びシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明者は、鋭意研究を重ね、ウェーハバルク中の酸素析出物（ＢＭＤ）の密度を５×１０９個/ｃｍ３以上とすることで、Ｓｌｉｐ伸展を防止できることを見出した。ところが、ＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上であっても、ウェーハバルク中のＢＭＤのサイズが１５０ｎｍを越えると、ＢＭＤを起点とした微小なＳｌｉｐ伸展がウェーハ最外周部付近に多発して析出過多となり、十分な強度が得られなくなるとともに、シリコンウェーハが大きく反ってしまう場合があることが分かった。
【０００６】
ウェーハバルク中の酸素析出物は、ウェーハ表層部に無欠陥層を形成する熱処理などの熱処理を行うことにより、酸素析出核を成長させて形成することができる。ＢＭＤを形成する熱処理条件によってＢＭＤの密度およびサイズは変化する。具体的には、昇温レートが早いとＢＭＤ密度が低くなり、遅いほどＢＭＤ密度は高くなる。また、熱処理時間が長い程、ＢＭＤサイズは大きくなり、短い程ＢＭＤサイズは小さくなる。
【０００７】
また、シリコンウェーハ中に導入される酸素析出核は、シリコンウェーハの酸素濃度が高くなるほど増加する。さらに、シリコンウェーハ中の炭素は、酸素析出核の形成を促進するので、ウェーハバルク中の酸素析出物（ＢＭＤ）の密度は、炭素濃度が高くなるほど高くなる。しかし、シリコンウェーハの炭素濃度のみを増加させても、酸素濃度が所定の濃度範囲を満たさない場合、所望とするＢＭＤの密度は得られない。また、シリコンウェーハの酸素濃度および炭素濃度が高すぎると、ウェーハバルク中の酸素析出物のサイズが１５０ｎｍを越えてしまうので、上述したように、Ｓｌｉｐ伸展を防止する効果が十分に得られない。また、無欠陥層は、高品質なデバイスを容易に製造できるシリコンウェーハとするために、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上有することが望ましい。
【０００８】
本発明者は、５×１０９個/ｃｍ３以上の密度、かつサイズが１５０ｎｍ以下であるＢＭＤが形成されるように、シリコンウェーハ中の酸素濃度及び炭素濃度を意図的に調整してそれぞれ所定の濃度範囲とするとともに、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を形成する熱処理などの熱処理条件を適切に制御することによって、Ｓｌｉｐ伸展が生じにくいシリコンウェーハが得られることを見出した。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、本発明のシリコンウェーハは、酸素濃度が１．２×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のシリコンウェーハであって、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中の酸素析出物の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつそのサイズが１５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明において、酸素濃度とはＡＳＴＭ Ｆ１２１−１９７９に基づいて規定される濃度のことであり、炭素濃度は、ＡＳＴＭ Ｆ１２３−１９８１基づいて規定される濃度のことである。
【００１１】
本発明のシリコンウェーハによれば、ウェーハバルク中の酸素析出物（ＢＭＤ）の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下であるため、デバイス製造工程における熱処理によってＳｌｉｐ伸展が生じにくく、ＢＭＤを起点とした微小なＳｌｉｐ伸展が多発することによる析出過多が防止され、優れた強度を有するものとなる。しかも、本発明のシリコンウェーハは、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を有しているので、高品質なデバイスを容易に製造できるものとなる。
【００１２】
上記シリコンウェーハでは、窒素濃度が５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であるものとすることができる。
このようなシリコンウェーハとすることで、優れた強度を有するとともに、ＣＯＰ消滅幅が広く、無欠陥層の厚いシリコンウェーハとすることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明のシリコンウェーハの製造方法は、酸素濃度が１．２×１０１８〜１．４×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを０．１〜１℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことを特徴とする。
【００１４】
本発明のシリコンウェーハの製造方法によれば、ウェーハバルク中のＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下であり、Ｓｌｉｐ伸展が生じにくく、ＢＭＤを起点とした微小なＳｌｉｐ伸展が多発することによる析出過多が防止され、優れた強度を有する高品質なデバイスを容易に製造できる本発明のシリコンウェーハを得ることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明のシリコンウェーハの製造方法は、酸素濃度が１．４×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを１〜５℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことを特徴とする。
【００１６】
本発明のシリコンウェーハの製造方法においても、ウェーハバルク中のＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下であり、優れた強度を有する高品質なデバイスを容易に製造できる本発明のシリコンウェーハを得ることができる。
【００１７】
また、上記のシリコンウェーハの製造方法では、前記非酸化性ガス雰囲気が、アルゴンガス、水素ガスあるいはこれらの混合ガス雰囲気である方法とすることができる。
【００１８】
また、上記のシリコンウェーハの製造方法では、前記熱処理前のシリコンウェーハの窒素濃度が５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３である５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法とすることができる。
このようなシリコンウェーハの製造方法とすることで、Ｓｌｉｐ伸展が生じにくく、優れた強度を有するとともに、ＣＯＰ消滅幅が広く、無欠陥層の厚いシリコンウェーハを得ることができる。
【００１９】
また、本発明のシリコンウェーハは  上記のシリコンウェーハの製造方法によって製造されたシリコンウェーハであって、表層部に少なくとも５μｍ以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中のＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、デバイス製造工程における熱処理によってＳｌｉｐ伸展が生じにくい優れた強度を有し、しかも、デバイスの高集積化に対応しうる高品質なシリコンウェーハを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のシリコンウェーハは、酸素濃度が１．２×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のシリコンウェーハであって、ウェーハ表層部に少なくとも５μm以上の無欠陥層を有し、ウェーハバルク中の酸素析出物の密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつそのサイズが１５０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のシリコンウェーハでは、ウェーハバルク中の酸素析出物（ＢＭＤ）の密度が５×１０９個/ｃｍ３未満であると、Ｓｌｉｐ伸展を防止する効果が十分に得られない。また、ＢＭＤのサイズが１５０ｎｍを越えると、ＢＭＤを起点とした微小なＳｌｉｐ伸展が多発して析出過多となり、十分な強度が得られなくなるとともに、シリコンウェーハが大きく反ってしまう場合がある。
【００２３】
本発明のシリコンウェーハは、酸素濃度が１．２×１０１８〜１．４×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを０．１〜１℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことによって製造することができる。上記の昇温レートが０．１ｍｍ/ｍｉｎ未満であると熱処理工程の生産性が著しく劣ることになる。
【００２４】
また、本発明のシリコンウェーハは、酸素濃度が１．４×１０１８〜１．８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、炭素濃度が０．５×１０１６〜２×１０１７ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットから製造されたシリコンウェーハを、非酸化性雰囲気中で熱処理温度１１００℃〜１２５０℃、熱処理時間１〜５時間、熱処理過程中７００℃〜１０００℃の温度範囲の昇温レートを１〜５℃/ｍｉｎの条件で熱処理を施すことによっても製造できる。
【００２５】
このような製造方法では、前記熱処理前のシリコンウェーハの窒素濃度が５×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であることが望ましい。
窒素濃度が５×１０１３ａｔｏｍｓ/ｃｍ３未満であると、ＣＯＰ消滅幅が広くする効果が十分に得られない。また、窒素濃度が５×１０１５ａｔｏｍｓ/ｃｍ３を越える場合には窒素がシリコン中への固溶度を越えてしまい、ＣＺ法による単結晶育成時に有転位化する恐れがあり、好ましくない。
【００２６】
また、上記のシリコンウェーハの製造方法では、前記非酸化性ガス雰囲気が、アルゴンガス、水素ガスあるいはこれらの混合ガス雰囲気であることが望ましい。
本発明の製造方法では、ウェーハ表面状態を保護するため、熱処理中の雰囲気はアルゴンガス雰囲気とするのが望ましい。また、ｇｒｏｗｎ-ｉｎ欠陥の消滅を考慮すると、水素ガスまたは水素含有ガスの雰囲気で熱処理することが望ましい。
【００２７】
[実験例１] 
酸素析出物（ＢＭＤ）の密度とＢＭＤのサイズとＳｌｉｐ伸展との関係を調べるために以下に示す実験を行った。
すなわち、酸素濃度が１．４８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３, 炭素濃度が１．２×１０１６ａｔｏｍｓ/ｃｍ３である直径２００ｍｍの複数のシリコンウェーハに、７００℃〜１０００℃の昇温過程の昇温レートを０．５〜１０℃/ｍｉｎの範囲で変化させるとともに、１１７５℃の熱処理時間を１〜５ｈｒの範囲で変化させて、それぞれ異なる熱処理条件で無欠陥層（ＤＺ層）を形成する熱処理を行い、ＢＭＤの密度およびサイズを調べた。
【００２８】
ここでの熱処理は、Ａｒ雰囲気で図１に示す熱処理レートで行った。図１において符号Ａは昇温レート０．５〜１０℃/ｍｉｎ、７００℃〜１０００℃の昇温過程、符号Ｂは昇温レート２．５℃/ｍｉｎ、１０００℃〜熱処理温度の昇温過程、符号Ｃは熱処理温度１１７５℃、熱処理時間１〜５ｈｒの熱処理過程、符号Ｄは降温レート２．５℃/ｍｉｎ、熱処理温度〜１０００℃の降温過程、符号Ｅは降温レート７℃/ｍｉｎ、１０００℃〜７００℃の降温過程を示す。
【００２９】
ＢＭＤの密度は、熱処理後のシリコンウェーハに酸化雰囲気で１０００℃/１６ｈｒの追加熱処理を施すことで析出物を成長させ、ウェーハ劈開後にウェットエッチング（ライトエッチング）を２ミクロン実施し、劈開断面であるウェーハ表面のピットを光学顕微鏡でカウントして求めた。
また、ＢＭＤのサイズは、熱処理後のシリコンウェーハにおいて、熱処理中に形成されたＢＭＤのサイズを透過電子顕微鏡(ＴＥＭ)で測定することにより求めた。なお、ＢＭＤのサイズは、ＢＭＤ１０個の平均値とした。また、ＢＭＤのサイズを測定する際には、板状析出物、八面体析出物とも対角線長を測定した。
【００３０】
さらに、熱処理後のシリコンウェーハに対し、縦型炉にて熱応力を負荷する熱処理(９００℃投入→昇温レート１０℃/ｍｉｎ→熱処理温度１１５０℃熱処理時間３０分→降温レート３℃/ｍｉｎ→９００℃取り出し)を施し、Ｘ-ｒａｙトポグラフィーを用いてウェーハボート痕より発生するＳｌｉｐ伸展を観察し、以下に示す３つに分類評価した。その評価結果とＢＭＤの密度とサイズとの関係を図２に示す。
【００３１】
◆：Ｓｌｉｐ伸展（ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越えたもの）
△：Ｓｌｉｐ抑制（ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍ以下であったもの）
□：析出過多（シリコンウェーハの最外周部付近に微小なＳｌｉｐ伸展が多発したもの。なお、ＴＥＭ観察により、最外周部付近の微小なＳｌｉｐ伸展はＢＭＤを起点として発生したＳｌｉｐ伸展であることを確認した。）
【００３２】
図２より、ＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３未満のものでは、Ｓｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越えている（◆）。これに対し、ＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上のものでは、Ｓｌｉｐ伸展長が５ｍｍ以下（△）となった。
また、図２より、ＢＭＤのサイズが１５０ｎｍを越えるものでは、析出過多（□）となった。よって、ＢＭＤの密度を５×１０９個/ｃｍ３以上とし、ＢＭＤのサイズを１５０ｎｍ以下とすることで、Ｓｌｉｐ伸展を防止できることが確認できた。
【００３３】
[実験例２] （サンプル１〜サンプル１７）
抵抗率ｐ-，３〜１１Ωｃｍ、直径２００ｍｍ、表１に示す種々の酸素濃度および炭素濃度の複数のシリコンウェーハに、表１に示すように７００℃〜１０００℃の昇温過程の昇温レートを０．１〜１０℃/ｍｉｎの範囲で変化させて、Ａｒ雰囲気で図３に示す熱処理レートで無欠陥層（ＤＺ層）を形成する熱処理を行い、実験例１と同様にしてＢＭＤの密度およびサイズを調べた。また、熱処理後のシリコンウェーハにおけるＤＺ層の厚みを測定した。
なお、図３に示す熱処理レートは、熱処理温度が１２００℃で熱処理時間が１ｈｒであることのみ図１に示す熱処理レートと異なるものであるので、図３に示す熱処理レートの説明を省略する。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
さらに、熱処理後のシリコンウェーハに対し、実験例１と同様に熱処理を施してウェーハボート痕より発生するＳｌｉｐ伸展を観察し、以下に示す４つに分類評価した。その評価結果を表１に示す。
【００３６】
○：Ｓｌｉｐ伸展の発生なし
△：Ｓｌｉｐ抑制（ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍ以下であったもの）
×：Ｓｌｉｐ伸展（ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越えたもの）
××：析出過多（シリコンウェーハの最外周部付近に微小なＳｌｉｐ伸展が多発したもの。）
【００３７】
表１より、ＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下のものでは、Ｓｌｉｐ伸展の発生なし（○）または、ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍ以下（△）となることが確認できた。
また、表１より、炭素がドープされていないサンプル１および９、炭素濃度が０．５×１０１６ａｔｏｍｓ/ｃｍ３未満であるサンプル３では、酸素濃度に関わらずウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越えている（×）。よって、炭素をドープすることで、Ｓｌｉｐ伸展を防止できることが確認できた。
また、表１に示すように、酸素濃度が１．２×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３未満であるサンプル２では、ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越えている（×）。
【００３８】
また、表１に示すように、炭素濃度が０．６×１０１６〜８．１×１０１６ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、酸素濃度１．２３×１０１８〜１．２８×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、７００℃〜１０００℃の昇温レート０．１〜１℃/ｍｉｎのサンプル４，５，６，７では、Ｓｌｉｐ伸展の発生なし（○）または、ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍ以下（△）であった。また、７００℃〜１０００℃の昇温レートが１．５℃/ｍｉｎであるサンプル８では、炭素濃度が同じ酸素濃度がほぼ同じであるサンプル７が（△）であるのに、ウェーハボート痕より発生したＳｌｉｐ伸展長が５ｍｍを越え（×）であった。
【００３９】
また、表１に示すように、炭素濃度が０．６×１０１６〜９．８×１０１６ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、酸素濃度１．４１×１０１８〜１．６４×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、７００℃〜１０００℃の昇温レート０．５〜１０℃/ｍｉｎのサンプル１０〜１７では、昇温レートが１℃/ｍｉｎ未満であるサンプル１０、１１が析出過多（××）であり、昇温レート５℃/ｍｉｎを越えたサンプル１６、１７が（×）であった。
【００４０】
また、熱処理後のシリコンウェーハにおけるＤＺ層の厚みは、すべてサンプルおいて７μｍ以上であった。
【００４１】
[実験例３] （サンプル１８〜サンプル２１）
直径２００ｍｍ、酸素濃度１．５×１０１８ａｔｏｍｓ/ｃｍ３、表２に示す種々の窒素濃度および炭素濃度の複数のシリコンウェーハに、Ａｒ雰囲気で以下に示す熱処理レートで無欠陥層（ＤＺ層）を形成する熱処理を行い、実験例１と同様にしてＢＭＤの密度およびサイズを調べた。
なお、実験例３における熱処理レートは、７００℃〜１０００℃の昇温過程の昇温レートを１℃/ｍｉｎとしたことのみ実験例２における熱処理レートと異なるものであるので、実験例３における熱処理レートの説明を省略する。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
さらに、熱処理後のシリコンウェーハに対し、実験例１と同様に熱処理を施してウェーハボート痕より発生するＳｌｉｐ伸展を観察し、実験例２と同様に４つに分類評価した。その評価結果を表２に示す。
【００４４】
表２より、全てのサンプルで、ＢＭＤの密度が５×１０９個/ｃｍ３以上、かつＢＭＤのサイズが１５０ｎｍ以下となり、Ｓｌｉｐ伸展の発生なし（○）となった。
【００４５】
また、サンプル１２、サンプル１８〜サンプル２１の熱処理後のシリコンウェーハに対し、表面を５μｍポリッシュ研磨する毎に、表面異物検査装置(ＳＰ-１)にて０．１０μｍ以上のＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｆｆｅｃｔ）を測定した。その結果を図４に示す。
図４は、ウェーハ深さと、ＬＰＤ個数との関係を示したグラフである。図４において、ウェーハ深さとは、熱処理後のシリコンウェーハからＬＰＤを測定した表面までの深さのことを意味する。
【００４６】
図４より、窒素ドープのされていないサンプル１２と、窒素濃度が５×１０１３ａｔｏｍｓ/ｃｍ３未満であるサンプル１８では、ＬＰＤ個数がウェーハ深さ１０〜１５μｍで急激に増大した。このことからＣＯＰ消滅幅、すなわちＤＺ層の厚みは１０μｍであることが分かる。また、サンプル１９，２０では、ＬＰＤ個数がウェーハ深さ１５〜２０μｍで増大し、ＣＯＰ消滅幅が１５μｍであることが分かる。また、サンプル２１では、ＬＰＤ個数がウェーハ深さ２０〜２５μｍで増大し、ＣＯＰ消滅幅が２０μmであることが分かる。このことから、窒素濃度を５×１０１３ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上とすることで、ＣＯＰ消滅幅の大きな、無欠陥層の厚いシリコンウェーハを製造可能であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、熱処理レートを説明するための図である。
【図２】図２は、Ｓｌｉｐ伸展の評価結果とＢＭＤの密度とサイズとの関係を示したグラフである。
【図３】図３は、熱処理レートを説明するための図である。
【図４】図４は、ウェーハ深さと、ＬＰＤ個数との関係を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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